TWI389382B - 燃料電池系統 - Google Patents

Description

燃料電池系統

本發明係關於一種燃料電池系統，更特定而言，係關於一種向燃料電池供給空氣之燃料電池系統。

於專利文獻1，揭示一種將具有壓縮部與電動馬達之空氣鼓風機收容於防音箱之燃料電池裝置。專利文獻1之燃料電池裝置中，為冷卻電動馬達，將空氣鼓風機配置於防音箱，以使其伴隨壓縮部之驅動而接受被吸入防音箱之空氣。又，當壓縮部吐出加壓空氣時，會伴隨該空氣之壓力變化而產生噪音。即，伴隨壓縮部之驅動將產生噪音。專利文獻1之燃料電池裝置中，為抑制伴隨壓縮部之驅動之噪音洩漏至防音箱之外部，使防音箱中之空氣之流路曲折。

但，專利文獻1之燃料電池裝置中，若為了增大燃料電池之輸出而增大對燃料電池之空氣供給量，已知會產生如下所述之問題。

若增大對燃料電池之空氣供給量，則伴隨壓縮部之驅動而產生之噪音亦增大。專利文獻1之技術中，針對大噪音而言，為獲得充分之消音效果就必須使用大防音箱，因此使得裝置增大。

又，若增大對燃料電池之空氣供給量，則電動馬達之熱量將增大。因此若如專利文獻1之技術僅於防音箱中配置電動馬達，則存在無法充分冷卻電動馬達之可能性。因若停止壓縮部之驅動則冷卻電動馬達之空氣之流動亦將停止，故若在壓縮部之驅動時未能充分冷卻電動馬達，則壓縮部之驅動停止後電動馬達之溫度恐將即刻顯著上昇。進而可能降低電動馬達之耐久性。

[專利文獻1]日本特開2008-84564號公報

因此，本發明之主要目的在於，提供一種以小型之構成而可確實地降低噪音並提高耐久性之燃料電池系統。

根據本發明之一觀點，提供一種燃料電池系統，其係具備：燃料電池；用於向燃料電池供給空氣之供給機構；用於驅動供給機構之馬達；及流路形成構件，其係設置於馬達之表面，且形成使提供給供給機構之空氣流動之流路。

本發明中，使伴隨供給機構之驅動所產生之噪音於形成於流路形成構件之流路中行進，藉由以該流路反射而使其難以從下游側向上游側傳播。即，伴隨供給機構之驅動所產生之噪音可介以流動形成構件之流路而予以衰減。藉此，可抑制噪音洩漏至流路形成構件之上游側。如此藉由將噪音以流路形成構件之流路減弱，無需準備大防音箱等，以小型之構成即可確實地降低噪音。又，藉由使應被賦予至供給機構之空氣流動於流路形成構件之流路，可使該空氣及流路形成構件高效吸收馬達之熱，而高效冷卻馬達。藉此即使於供給機構之驅動剛停止後，亦可防止馬達之溫度過度上昇。因藉由空氣之流通而充分受到冷卻之流路形成構件係與馬達連接，故於供給機構之驅動停止後，特別可藉由流路形成構件從馬達吸收熱量，而防止馬達之溫度過度上昇。因可如此高效冷卻馬達，故可提高馬達乃至於該燃料電池系統之耐久性。此外，因可將已充分吸收馬達之熱之空氣供給至燃料電池，故可使燃料電池高效發電。

較好地為，流路形成構件之流路具有曲折之形狀。該情形下，伴隨供給機構之驅動所產生之噪音易從下游側反射，可進一步降低噪音。

又較好地為，藉由連接構件使流路形成構件與供給機構連接，以使應被賦予至供給機構之所有空氣流動於流路。該情形下，藉由使流路形成構件之流路中流動較多空氣，可進一步高效冷卻馬達。又，伴隨供給機構之驅動所產生之噪音可有效被賦予至流路形成構件之流路，故可進一步降低噪音。

更較好地為，為使來自流路之下游側之聲音反射而於流路中設置反射構件。該情形下，因伴隨供給機構之驅動所產生之來自下游側之噪音亦可藉由設置於流路形成構件之流路之反射構件而反射，故噪音難以傳播至上游側，可進一步降低噪音。

較好地為，反射構件以朝向流路形成構件之流路之下游側而突出於流路之方式設置。該情形下，因可使空氣從上游側至下游側圓滑地流通，並使來自下游側之噪音更易於反射。從而，可圓滑地進行對燃料電池之空氣供給，並可使噪音進一步降低。

又較好地為，於流路另設吸音構件。該情形下，因伴隨供給機構之驅動所產生之來自下游側之噪音可介以流路形成構件之流路而被衰減，且可藉由設置於流路之吸音構件而被吸收，故噪音難以傳播至上游側，可進一步降低噪音。

更較好地為，吸音構件包含具有貫通孔之板狀構件、纖維狀構件及金屬發泡體中至少1者。根據如此之吸音構件，可簡單且有效地吸收噪音。

較好地為，將流路形成構件收容於收容構件。該情形可進一步降低噪音。

又較好地為，收容構件包含收容流路形成構件之第1收容構件，與收容第1收容構件之第2收容構件。藉由採用如此之收容流路形成構件之第1收容構件與收容第1收容構件之第2收容構件之雙重構造，可進一步有效降低噪音。

更較好地為，於第1收容構件與前述第2收容構件之間設置吸音構件。該情形可進一步降低噪音。

本發明之前述目的、其他目的、特徵、觀點及優點，應可由關連於添付圖式而進行之以下之本發明之實施形態之詳細說明而進一步明瞭。

以下，參照圖式對本發明之實施形態進行說明。

圖1係表示本發明之一實施形態之燃料電池系統10之主要構成之系統圖。燃料電池系統10係不對甲醇(甲醇水溶液)改質而直接將它用於生成電能(發電)之直接甲醇型燃料電池系統。燃料電池系統10構成為可搬運型，用於例如於室外音樂會之會場對音響機器等電子機器供給電力。燃料電池系統10之發電所產生之最大輸出為1kW左右。

如圖1所示，燃料電池系統10包含框體12。框體12收容燃料電池組(以下簡稱電池組)14、水溶液箱16及水箱18。

電池組14包含可藉由以甲醇為基礎之氫離子與氧(氧化劑)之電化學反應而發電之複數之燃料電池(燃料電池單元)20。將複數之燃料電池20積層，於相鄰之燃料電池20間夾著隔離膜22。各燃料電池20包含例如由固體高分子膜所構成之電解質膜20a，與夾著電解質膜20a而彼此對向之陽極(燃料極)20b及陰極(空氣極)20c。

水溶液箱16收容其濃度適合於電池組14之電化學反應(例如，甲醇含量約3wt%)之甲醇水溶液。水溶液箱16介以管道P1而連接於電池組14之陽極入口I1。於管道P1間，從水溶液箱16側起依序介插著水溶液泵24及水溶液過濾器26。又，於電池組14之陽極出口I2，介以管道P2而連接水溶液箱16。藉由驅動水溶液泵24，使水溶液箱16內之甲醇水溶液供給至電池組14，並將來自電池組14之甲醇水溶液返回至水溶液箱16。

前述管道P1~P2主要作為燃料之流路。

於電池組14之陰極入口I3，介以管道P3而連接空氣泵單元28。於空氣泵單元28，介以管道P4而連接空氣過濾器30。藉由驅動空氣泵單元28之空氣泵34(後述)，將包含氧(氧化劑)之外部之空氣供給至電池組14。

於電池組14之陰極出口I4，介以管道P5而連接水箱18。水箱18收容應供給至水溶液箱16之水。於水箱18，連接著用於將來自陰極出口I4之排氣排出至外部之管道(排氣管)P6。

前述管道P3~P6主要作為氧化劑之流路。

水箱18介以管道P7而連接於水溶液箱16。於管道P7間介插著水泵32。藉由驅動水泵32，將水箱18內之水供給至水溶液箱16。

前述管道P7為水之流路。

對於如此構成之燃料電池系統10應注意者係空氣泵單元28。以下，對空氣泵單元28進行詳細說明。

圖2係表示空氣泵單元28之橫剖面(圖3之X-X剖面)之圖解圖。圖3係表示圖2之Y-Y剖面之圖解圖。圖4係表示圖2之Z-Z剖面之圖解圖。

如圖2~圖4所示，空氣泵單元28包含：空氣泵34；設置於空氣泵34之流路形成構件36；收容空氣泵34及流路形成構件36之收容構件38；收容收容構件38之收容構件40；及設置於收容構件38與40之間之纖維狀構件42。

圖5係從右上前方所見之空氣泵34及流路形成構件36之立體圖。如圖5所示，空氣泵34包含用於向電池組14供給空氣之泵部44，及用於驅動泵部44之電動馬達46。

圖6係表示泵部44內之構成之圖解圖。如圖6所示，泵部44構成為具有設置於其內部之大致繭狀之旋轉子44a、44b之魯氏鼓風機型。旋轉子44a、44b藉由電動馬達46而驅動，以一面保持彼此嚙合之位置關係且互不接觸之方式旋轉。藉由如此之旋轉子44a、44b之旋轉，使被加壓之空氣從泵部44吐出。來自泵部44之空氣之吐出壓力為20kPa左右。又，泵部44之最大輸出(最大吐出量)為150L/min左右，正常運轉時之泵部44之輸出為80L/min左右。

回到圖5，於泵部44連接著管道P3，從泵部44吐出(送出)之空氣被賦予至電池組14。電動馬達46包含於其內部具有固定子或旋轉子等之本體46a。本體46a形成為圓柱狀，本體46a之外周面之70%左右藉由大致圓筒狀之流路形成構件36予以覆蓋。流路形成構件36包含第1環狀構件48、第2環狀構件50a、50b及第3環狀構件52a、52b。

圖7係從右上前方所見之流路形成構件36之分解立體圖。圖8係從右上後方所見之流路形成構件36之分解立體圖。又，圖9係第2環狀構件50a、50b之正面圖。圖10係第3環狀構件52a、52b之正面圖。

如圖7及圖8所示，該等環狀構件從前方側按照第1環狀構件48、第2環狀構件50a、第3環狀構件52a、第2環狀構件50b及第3環狀構件52b之順序配置。

第1環狀構件48形成為設有空隙G1之大致C字之板狀(C環狀)。於第1環狀構件48之空隙G1之下側之位置，設有於箭頭D1方向(流路形成構件36之軸方向)延伸之貫通孔54a。又，於第1環狀構件48之空隙G1之上側之位置，設有於箭頭D1方向延伸之貫通孔54b。

如圖7~圖9所示，第2環狀構件50a包含本體56。本體56形成為設有空隙G2之大致C字之框狀。本體56之外周面在將第2環狀構件50a連結於第1環狀構件48時係形成為與第1環狀構件48之外周面齊平。於本體56之內周面，在與空隙G2對向之位置設置延伸於箭頭D1方向之突起58。如圖9所示，於本體56之內周面，以從空隙G2之下側朝向突起58之下側而不連結於突起58之方式設置延伸於流路形成構件36之周方向(箭頭D2方向)之肋條60a。又，於本體56之內周面，以從空隙G2之上側朝向突起58之上側而不連結於突起58之方式設置延伸於箭頭D2方向之肋條60b。如圖8所示，肋條60a、60b分別於本體56之內周面退縮設置，與本體56之後端面齊平。第2環狀構件50a藉由設置如此之突起58與肋條60a、60b，而於突起58之下側與上側具有出口62a與62b。因第2環狀構件50a與50b同樣地構成，故省略第2環狀構件50b之說明。

如圖7、圖8及圖10所示，第3環狀構件52a包含本體64。本體64與第2環狀構件50a之本體56形成為相同形狀且相同尺寸。於本體64之內周面，與第2環狀構件50a之突起58同樣，於對向於空隙G3之位置設置突起66。如圖10所示，於本體64之內周面，設置從空隙G3之下側朝向突起66之下側而延伸於箭頭D2方向之肋條68a，及從空隙G3之上側朝向突起66之上側而延伸於箭頭D2方向之肋條68b。肋條68a、68b連結於突起66。於肋條68a之空隙G3之下側之位置，設有與第1環狀構件48之貫通孔54a同樣之貫通孔70a。又，於肋條68b之空隙G3之上側之位置，設有與第1環狀構件48之貫通孔54b同樣之貫通孔70b。第3環狀構件52a除取代出口62a、62b而改為設置貫通孔70a、70b外，其餘與第2環狀構件50a同樣地構成。因第3環狀構件52a與52b同樣地構成，故省略第3環狀構件52b之說明。

回到圖5，將如此之第1環狀構件48、第2環狀構件50a、50b及第3環狀構件52a、52b，藉由以使其各自之外周面齊平之方式相互固定，得到於箭頭D1方向削掉側壁之一部分之大致圓筒狀之流路形成構件36。第1環狀構件48、第2環狀構件50a、50b及第3環狀構件52a、52b之一部分，藉由將流路形成構件36安裝於電動馬達46之本體46a而接於本體46a之外周面。詳細而言，參照圖7及圖8，於第1環狀構件48，其內周面接於本體46a之外周面。於第2環狀構件50a、50b中，本體56之兩端部、突起58之與本體56相反側之面，肋條60a、60b之與本體56相反側之面分別接於本體46a之外周面。於第3環狀構件52a、52b中，與第2環狀構件50a、50b同樣之部分接於本體46a之外周面。作為第1環狀構件48、第2環狀構件50a、50b及第3環狀構件52a、52b之材質、乃至於作為流路形成構件36之材質，使用例如鋁或銅等。

於流路形成構件36之第3環狀構件52b中，於其貫通孔70a中被嵌入形成為兩端開口之圓筒狀之金屬管道72a之其中一端，於其貫通孔70b中被嵌入形成為兩端開口之圓筒狀之金屬管道72b之其中一端。金屬管道72a、72b之另一方端連接於泵部44。藉由如此將流路形成構件36與泵部44以金屬管道72a、72b連接，使流路形成構件36之流路F1、F2(後述)與泵部44內之空間介以金屬管道72a、72b內未向外部開放之空間予以連結。作為金屬管道72a、72b之材質，使用例如鋁或不銹鋼等。

回到圖2~圖4，收容構件38、40分別形成為大致立方體之箱狀。作為收容構件38、40之材質，使用例如鋁或不銹鋼等。如圖2及圖3所示，空氣泵34藉由4個螺栓74而固定於收容構件38之底面。於收容構件38、40之上面，嵌通著管道P4。又，如圖3及圖4所示，於收容構件38、40之側面，嵌通有連接於泵部44之管道P3。纖維狀構件42係由例如玻璃棉或鋼絲棉等構成，填充於收容構件38與40之間。

圖11係表示藉由流路形成構件36形成之流路F1、F2之形狀之圖解圖。如圖11所示，如此之空氣泵單元28中，於安裝於電動馬達46之流路形成構件36之內周側，使夾著電動馬達46之本體46a之流路F1與F2以分別不使本體46a之下側與上側露出於外部之方式形成。伴隨泵部44之驅動而被泵部44吸引(所應賦予)之空氣，係介以流路F1、F2及金屬管道72a、72b流入泵部44。

流路F1、F2分別以重複從箭頭D1方向至箭頭D2方向之直角曲折，與從箭頭D2方向至箭頭D1方向之直角曲折而蛇形之方式延伸。即，流路F1、F2呈現重複直角曲折之蛇形線。

圖12係表示從前方下側看本體46a之情形之流路F1之形狀之圖解圖。圖12中只表示流路F1。亦參照圖12，形成於本體46a之下側之流路F1，藉由彎曲部C1~C4及直進部S1~S5構成。再參照圖7，圖7中對應於流路形成構件36之流路F1之部分以單點虛線之路徑表示。於該路徑中對應於彎曲部C1~C4之部分及對應於直進部S1~S5之部分，標以符號C1~C4及S1~S5。

參照圖7、圖11及圖12，彎曲部C1~C4及直進部S1~S5，從上游側起按照直進部S1、彎曲部C1、直進部S2、彎曲部C2、直進部S3、彎曲部C3、直進部S4、彎曲部C4及直進部S5之順序連結。彎曲部C1~C4沿本體46a於箭頭D2方向延伸，直進部S1~S5沿本體46a於箭頭D1方向延伸。即，彎曲部C1~C4與直進部S1~S5於彼此正交之方向延伸。又，因形成於本體46a之上側之流路F2之形狀，與流路F1之形狀上下對稱，故省略流路F2之說明。

本實施形態中，空氣泵34之泵部44相當於供給機構，空氣泵34之電動馬達46相當於馬達，金屬管道72a、72b相當於連接構件。收容構件包含收容構件38與收容構件40，收容構件38相當於第1收容構件，收容構件40相當於第2收容構件。纖維狀構件42相當於設置於第1收容構件與前述第2收容構件之間之吸音構件。

以下，對燃料電池系統10之基本動作進行說明。

前述水溶液泵24、水泵30及空氣泵34等輔機類，藉由收容於框體12之未圖示之控制器予以控制。控制器以例如未圖示之二次電池之蓄電率未達到特定值為觸發，藉由來自該二次電池之電力使水溶液泵24及空氣泵34開始驅動，而使電池組14開始發電。

參照圖1，水溶液箱16內之甲醇水溶液，藉由水溶液泵24之驅動流入管道P1，介以水溶液泵24、水溶液過濾器26及陽極入口I1直接供給到電池組14中所含之各燃料電池20之陽極20b。

另一方面，藉由空氣泵34之泵部44之驅動，使外部空氣被導入框體12內，介以空氣過濾器30、管道P4、空氣泵單元28、管道P3及陰極入口I3而供給到電池組14中所含之各燃料電池20之陰極20c。

在空氣泵單元28中，藉由泵部44之驅動使來自管道P4之空氣被導入收容構件38內。如圖5所示，來自管道P4之空氣，從流路形成構件36之貫通孔54a、54b流入流路形成構件36。而流入流路形成構件36之空氣，介以流路F1、F2及金屬管道72a、72b被賦予至泵部44，從泵部44被吐出。因金屬管道72a、72b之其中一端與另一方端被嵌入(無間隙地插入)流路形成構件36與泵部44，故可防止流路形成構件36與泵部44之間之空氣洩漏。從而，被泵部44吸引(所應賦予)之所有空氣便會流動於流路形成構件36之流路F1、F2。換言之，供給至電池組14之空氣與同量之空氣會流動於流路形成構件36之流路F1、F2。

經加壓之空氣從泵部44被吐出時，伴隨該空氣之壓力變化(減壓)將產生噪音。如此之噪音會介以金屬管道72a、72b而傳播至泵部44之上游側之流路形成構件36(參照圖5)，在流路形成構件36之蛇行之流路F1、F2(參照圖11)而被衰減。

圖13係表示流路形成構件36之流路F1中噪音之行進方式之圖解圖。參照圖7、圖8及圖13，朝向上游側而於箭頭D1方向行進於流路F1之噪音，特別於第1環狀構件48中會撞擊到後面，於第2環狀構件50a、50b中會撞擊到肋條60a之後面，於第3環狀構件52a、52b中會撞擊到肋條68a之後面，而改變其進行方向。又，朝向上游側而於箭頭D2方向行進於流路F1之噪音，特別於第2環狀構件50a、50b中會撞擊到本體56之內周面且空隙G2附近之部分，於第3環狀構件52a、52b中會撞擊到突起66，而改變其進行方向。

如此，伴隨泵部44之驅動而產生噪音，會因撞擊到形成流路F1之壁而改變其進行方向。行進方向經改變之噪音之一部分，如圖13中虛線所示會於下游側反射。又，於下游側反射之噪音會與來自上游側行進之噪音撞擊，而使該等被衰減。藉此，伴隨泵部44之驅動而產生之噪音，會於流路F1中隨著從下游側至上游側行進而逐漸減小。於流路F2中亦同，噪音會於流路F2中隨著從下游側至上游側行進而逐漸減小。因此，可抑制來自流路形成構件36乃至於來自空氣過濾器30之噪音之洩漏。

又，如圖11所示，藉此使被泵部44吸引之空氣沿著本體46a之外周面而流動於流路F1、F2，該空氣便會吸收本體46a之熱。又，藉由該空氣冷卻之流路形成構件36亦會吸收本體46a之熱。藉此使本體46a乃至於電動馬達46冷卻。

回到圖1，各燃料電池20之陽極20b中，伴隨甲醇水溶液之供給而生成二氧化碳及氫離子。所生成之氫離子，介以電解質膜20a流入陰極20c，與供給至該陰極20c之空氣中之氧進行電化學反應。藉此，生成水分(水及水蒸氣)及電能。即，於各燃料電池20乃至於電池組14中進行發電。電池組14之溫度會伴隨各種反應所發生之熱而上昇，電池組14之輸出會伴隨其溫度上昇而上昇。燃料電池系統10當電池組14於約60℃時可轉移至穩定發電之正常運轉。來自電池組14之電力，被利用於二次電池之充電及外部之電子機器之驅動等。

包含各燃料電池20之陽極20b所生成之二氧化碳及未反應甲醇之甲醇水溶液，介以電池組14之陽極出口I2及管道P2回流至水溶液箱16。

從電池組14之陰極出口I4排出包含以下之排氣：各陰極20c所生成之水分、藉由滲透而移動到各陰極20c之水分(水及水蒸氣)、各陰極20c所生成之二氧化碳、及未反應之空氣等。來自陰極出口I4之排氣，介以管道P5被賦予至水箱18。排氣中所含之水，被回收至水箱18。水被回收後之排氣，介以管道P6被排出至外部。

又，伴隨泵部44之驅動所產生之噪音，亦會傳播至泵部44之下游側。但，伴隨泵部44之驅動所產生之噪音幾乎不會從管道P6洩漏至外部。此係因為以電池組14內之複雜形狀之流路使噪音充分衰減之緣故。

根據如此之燃料電池系統10，藉由使伴隨泵部44之驅動所產生之噪音在形成於流路形成構件36中之流路F1、F2行進，藉由流路F1、F2反射而難以從下游側向上游側傳播。即，伴隨泵部44之驅動所產生之噪音可藉由流路F1、F2予以衰減。因此，可抑制伴隨泵部44之驅動所產生之噪音從流路形成構件36之上游側之空氣過濾器30向外部洩漏。具體而言，未使用流路形成構件36之來自正常運轉時之空氣過濾器30之噪音為70dB左右，而相對的，藉由使用流路形成構件36可將來自正常運轉時之空氣過濾器30之噪音抑制至60dB左右。如此藉由將伴隨泵部44之驅動所產生之噪音以流路F1、F2予以衰減，能夠以小型之構成確實地降低噪音。

又，藉由被泵部44吸引之空氣以沿本體46a之外周面之方式流動於流路F1、F2，使該空氣及流路形成構件36可高效吸收電動馬達46之熱，可高效冷卻電動馬達46。藉此即使在泵部44之驅動剛停止後，亦可防止電動馬達46之溫度過度上昇。由於使藉由空氣之流通而充分冷卻之流路形成構件36接於本體46a，故於泵部44之驅動停止後，特別可藉由流路形成構件36帶走來自本體46a之熱，故可防止電動馬達46之溫度過度上昇。具體而言，若不使用流路形成構件36，則正常運轉時之電動馬達46之溫度為70℃左右，泵部44之驅動剛停止後之電動馬達46之溫度為100℃左右。相對於此，藉由使用流路形成構件36可將正常運轉時之電動馬達46之溫度保持在50℃左右，即使在泵部44之驅動剛停止後亦可將電動馬達46之溫度抑制在80℃左右。因可如此高效冷卻電動馬達46，故可提高電動馬達46乃至於燃料電池系統10之耐久性。

此外，因可將已充分吸收電動馬達46之熱之空氣供給至電池組14，故可使電池組14高效發電，而可迅速地轉移至正常運轉。

藉由使流路F1、F2具有曲折之形狀，使伴隨泵部44之驅動所產生之噪音易從下游側反射，故可進一步降低噪音。

為使應賦予至泵部44之所有空氣流動於流路F1、F2而使用金屬管道72a、72b連接流路形成構件36與泵部44，藉此可於流路F1、F2中流動更多之空氣，而可進一步高效冷卻電動馬達46。又，可將伴隨泵部44之驅動所產生之噪音有效地賦予至流路F1、F2，而可進一步降低噪音。

藉由將空氣泵34及流路形成構件36收容於收容構件38，可進一步降低噪音。藉由採用收容構件38和40之雙重構造，可更有效地降低噪音。藉由在收容構件38和40之間設置纖維狀構件42，可更加降低噪音。

為使噪音進一步降低，亦可如圖7虛線所示，於第2環狀構件50a、50b及第3環狀構件52a、52b分別設置板狀之反射構件76。即，亦可於流路F1、F2中設置反射構件76。又，於圖7中，設置於肋條60a、68a側(流路F1)之反射構件76雖以虛線表示，但於肋條60b、68b側(流路F2)當然亦可同樣地設置反射構件76。

圖14係表示設有反射構件76之情形之流路F1中噪音之行進方式之圖解圖。如圖14所示，於第2環狀構件50a、50b及第3環狀構件52a、52b之各者中，複數(此處為2個)之反射構件76以夾著流路F1之方式從遠離上游側與下游側之位置向下游側突出之方式設置於流路F1中。藉由於流路F1中設置反射構件76，伴隨泵部44之驅動所產生之噪音也會藉由反射構件76如圖14所示於下游側反射。又，當然於流路F2亦可同樣地藉由反射構件76反射噪音。

藉由將如此之反射構件76設置於流路F1、F2，來自下游側之噪音亦可藉由反射構件76被反射，而可進一步降低噪音。藉由使反射構件76以向流路F1、F2之下游側突出之方式設置於流路F1、F2，可使空氣從上游側至下游側圓滑地流通，並使來自下游側之噪音更易於反射。從而，可使對電池組14之空氣供給圓滑地進行，且可進一步降低噪音。

又，第2環狀構件50a、50b及第3環狀構件52a、52b之反射構件76之數量可任意設定。又，第2環狀構件50a、50b及第3環狀構件52a、52b亦可不全數設置反射構件76，而只於任意之環狀構件設置反射構件76。此外，反射構件之形狀，不局限於板狀，只要能高效反射伴隨泵部44之驅動所產生之噪音，即可任意設定。

第1環狀構件、第2環狀構件之本體及第3環狀構件之本體之形狀並非局限於前述實施形態。例如圖15所示之第1環狀構件78、第2環狀構件80及第3環狀構件82，亦可用於流路形成構件。

如圖15所示，第1環狀構件78形成為大致C字之板狀，具有大致四角板狀之外形。於第1環狀構件78中，與前述第1環狀構件48同樣，設有貫通孔54c、54d。第1環狀構件78除外形不同外，其餘與前述之第1環狀構件48同樣地構成。

圖16係第2環狀構件80之正面圖。如圖15及圖16所示，第2環狀構件80包含本體56a。本體56a形成為大致C字之框狀。本體56a之外周面在將第2環狀構件80連結於第1環狀構件78時係形成為與第1環狀構件78之外周面齊平。於本體56a之內周面，與前述第2環狀構件50a同樣，設有突起58a、肋條60c、60d及出口62c、62d。第2環狀構件80除外形不同外，其餘與前述第2環狀構件50a同樣地構成。

如圖15所示，第3環狀構件82包含本體64a。本體64a形成為與第2環狀構件80之本體56a相同形狀且相同尺寸。於第3環狀構件82之本體64a之內周面，與前述第3環狀構件52a同樣，設有突起66a、肋條68c、68d，於肋條68c、68d上分別設置貫通孔70c、70d。第3環狀構件82除外形不同外，與前述第3環狀構件52a同樣地構成。

如圖15及圖16所示，於第2環狀構件80之本體56a之內周側，夾著突起58a及空隙G2而上下配置形成有彎曲且多數之貫通孔之2個板狀構件84。板狀構件84係由例如鋁或不銹鋼等構成。於板狀構件84與本體56a之內周面之間，填充例如由鋼絲棉所構成之纖維狀構件86。對於第3環狀構件82亦同樣，於本體64a之內周側配置2個板狀構件84，於板狀構件84與本體64a之內周面之間填充纖維狀構件86。該情形時，板狀構件84及纖維狀構件86作為設置於流路形成構件之流路之吸音構件而發揮功能。

如此藉由於第2環狀構件80及第3環狀構件82中流路之一部分設置板狀構件84及纖維狀構件86，可一方面以曲折之流路使噪音衰減，並可藉由板狀構件84及纖維狀構件86吸收噪音。詳細而言，使噪音藉由通過板狀構件84之多數之貫通孔而吸收後，可再藉由纖維狀構件86吸收噪音。因可如此簡單且高效地吸收噪音，故噪音難以從上游側傳播，而可進一步降低噪音。

亦可取代纖維狀構件86，而改為由銅或不銹鋼等構成、且具有連續氣泡之無塵性之金屬發泡體作為吸音構件而配置於第2環狀構件80及第3環狀構件82之內周面側。前述板狀構件84除具有防止由鋼絲棉所構成之纖維狀構件86之位置偏移外，還具有防止伴隨泵部44之驅動而使構成纖維狀構件86之纖維流到下游側之功能。作為吸音構件使用無塵性之金屬發泡體之情形時，可將該金屬發泡體貼附於例如本體56a、64a之內周面，且金屬發泡體之一部分不會流到下游側。因此，該情形亦可省略板狀構件84。

又，設置於流路之吸音構件，可由具有貫通孔之板狀構件、纖維狀構件及金屬發泡體中任意選擇且任意加以組合。

又，設置於第1收容構件與第2收容構件之間之吸音構件，並非局限於前述之纖維狀構件42，既可為金屬發泡體，亦可為纖維狀構件與金屬發泡體之組合。

又，用於流路形成構件之第2環狀構件及第3環狀構件之數量，並非局限於如前述流路形成構件36之2個。可使用各1個之第2環狀構件與第3環狀構件以構成流路形成構件，亦可使用3個以上之第2環狀構件與第3環狀構件以構成流路形成構件。使用越多之第2環狀構件及第3環狀構件增加流路形成構件之流路之彎曲，越可降低噪音。又，使用越多之第2環狀構件及第3環狀構件增加流路形成構件之流路之長度，越可高效冷卻電動馬達46。以流路形成構件覆蓋電動馬達46之程度，可根據所要求之噪音降低之程度及電動馬達46之冷卻程度而任意設定。

又，流路形成構件並非局限於藉由單體之第1環狀構件、第2環狀構件及第3環狀構件而構成者，亦可為一體形成。

又，形成於流路形成構件中之流路之數量，並非局限於如前述之流路形成構件36之2個。形成於流路形成構件之流路之數量，既可為1個，亦可為3個以上。

又，形成於流路形成構件之流路之形狀，並非局限於前述之實施形態。例如，亦可將呈現連續山形般重覆曲折而延伸之流路(例如鋸齒狀延伸之流路)形成於流路形成構件。為有效降低噪音，流路形成構件之流路較好地為以90°以下之角度曲折。此外，流路形成構件之流路，並非一定要曲折，只要可有效降低噪音，則亦可為例如螺旋狀。如此可有效降低噪音之任意形狀，可作為流路形成構件之流路之形狀而採用。

此外，形成於流路形成構件之流路，並非局限於如前述之流路F1、F2般使空氣直接流動於本體46a之外周面者。即，如前述之流路F1、F2，並非局限於其壁包含本體46a之外周面者。例如，亦可為使流路形成構件之內部曲折並延伸之方式於流路形成構件中設置流路，而於流路形成構件之內部流動空氣。

具體而言，可使用如圖17及圖18所示之流路形成構件36a。流路形成構件36a包含第1環狀構件88、第2環狀構件90a、90b及第3環狀構件92a、92b。

圖17係從右上前方所見之流路形成構件36a之分解立體圖。圖18係從右上後方所見之流路形成構件36a之分解立體圖。又，圖19係第2環狀構件90a、90b之正面圖，圖20係第3環狀構件92a、92b之正面圖。

第1環狀構件88除構成為O環狀之點外，其餘與第1環狀構件48同樣地構成。第2環狀構件90a與第2環狀構件90b同樣地構成。第2環狀構件90a、90b除具有與電動馬達46之本體46a之外周面接觸之內周構件94且形成為O環狀之點外，其餘與第2環狀構件50a、50b同樣地構成。第3環狀構件92a與第3環狀構件92b同樣地構成。第3環狀構件92a、92b除具有與電動馬達46之本體46a之外周面接觸之內周構件96且形成為O環狀之點外，其餘與第3環狀構件52a、52b同樣地構成。

如圖17及圖18所示，該等環狀構件從前方側起按照第1環狀構件88、第2環狀構件90a、第3環狀構件92a、第2環狀構件90b及第3環狀構件92b之順序配置且一體化形成。

根據如此之流路形成構件36a，於流路形成構件36a之內部，可設置曲折並延伸之流路，使空氣不與本體46a之外周面接觸而於流路形成構件36a之內部流動。

又，前述之實施形態中，雖對使用魯氏鼓風機型之泵部44作為供給機構之情形進行了說明，但供給機構並非局限於此。作為供給機構，亦可使用例如隔膜型或活塞型泵部。

前述實施形態中，雖對使用電動馬達46作為馬達之情形進行了說明，但馬達並非局限於此。

前述之實施形態中，雖對使用將作為供給機構之泵部44與作為馬達之電動馬達46一體化設置之空氣泵34之情形進行了說明，但供給機構與馬達亦可分離。

連接構件並非局限於前述之金屬管道72a、72b(金屬製之管道)。作為連接構件，亦可使用例如合成樹脂製之管道。

前述之實施形態中，雖對使用包含收容構件38與40之雙重構造之收容構件之情形進行了說明，但收容構件並非局限於此。亦可使用由1個收容構件構成之收容構件。

前述之實施形態中，雖對將空氣泵34及流路形成構件36收容於收容構件38之情形進行了說明，但亦可使用僅收容(覆蓋)流路形成構件36之收容構件。

前述之實施形態中，雖使用甲醇作為燃料，使用甲醇水溶液作為燃料水溶液，但並非局限於此，亦可使用乙醇等醇系燃料作為燃料，使用乙醇水溶液等醇系水溶液作為燃料水溶液。

前述之實施形態中，雖對直接甲醇型燃料電池系統進行了說明，但本發明並非局限於此。本發明亦可適用於改質器搭載型燃料電池系統或以氫氣作為燃料而向燃料電池供給之氫型燃料電池系統。

本發明亦可適用於搭載於自動二輪車等運輸機器、或個人電腦等電子機器之燃料電池系統。又，亦可適用於定置(固定)型燃料電池系統。

以上，雖對本發明之較佳實施形態進行了說明，但在不脫離本發明之範圍及精神之範圍內當然可進行各種各樣之變更。本發明之範圍僅受後附之請求項予以限定。

10．．．燃料電池系統

14．．．燃料電池組

20．．．燃料電池(燃料電池單元)

28．．．空氣泵單元

34．．．空氣泵

36、36a．．．流路形成構件

38、40．．．收容構件

42、86．．．纖維狀構件

44．．．泵部

46．．．電動馬達

48、78、88．．．第1環狀構件

50a、50b、80、90a、90b．．．第2環狀構件

52a、52b、82、92a、92b．．．第3環狀構件

72a、72b．．．金屬管道

76．．．反射構件

84．．．板狀構件

C1~C4．．．彎曲部

F1、F2．．．流路

S1~S5．．．直進部

圖1係表示本發明之一實施形態之燃料電池系統之主要構成之系統圖；

圖2係表示空氣泵單元之橫剖面之圖解圖；

圖3係表示圖2之Y-Y剖面之圖解圖；

圖4係表示圖2之Z-Z剖面之圖解圖；

圖5係表示從右上前方所見之空氣泵及流路形成構件之立體圖；

圖6係表示泵部內之構成之圖解圖；

圖7係表示從右上前方所見之流路形成構件之分解立體圖；

圖8係表示從右上後方所見之流路形成構件之分解立體圖；

圖9係第2環狀構件之正面圖；

圖10係第3環狀構件之正面圖；

圖11係表示由流路形成構件形成之流路之形狀之圖解圖；

圖12係表示從前方下側看電動馬達之情形之流路之形狀之圖解圖；

圖13係表示流路形成構件之流路中噪音之行進方式之圖解圖；

圖14係表示設有反射構件之情形之流路形成構件之流路中噪音之行進方式之圖解圖；

圖15係表示第1環狀構件、第2環狀構件及第3環狀構件之其他例之立體圖；

圖16係圖15所示之第2環狀構件之正面圖；

圖17係從右上前方所見之流路形成構件之變形例之分解立體圖；

圖18係從右上後方所見之流路形成構件之變形例之分解立體圖；

圖19係圖17及圖18所示之第2環狀構件之正面圖；及

圖20係圖17及圖18所示之第3環狀構件之正面圖。

34．．．空氣泵

36．．．流路形成構件

44．．．泵部

46．．．電動馬達

46a．．．本體

48．．．第1環狀構件

50a、50b．．．第2環狀構件

52a、52b．．．第3環狀構件

54a、54b、70a、70b．．．貫通孔

72a、72b．．．金屬管道

P3．．．管道

Claims (10)

1. 一種燃料電池系統，其包含：燃料電池；供給機構，其用於向前述燃料電池供給空氣；馬達，其用於驅動前述供給機構；及流路形成構件，其係設置於前述馬達之表面，形成使得應提供至前述供給機構之空氣流動之流路。
2. 如請求項1之燃料電池系統，其中前述流路包含曲折之形狀。
3. 如請求項1之燃料電池系統，其中更包含連接構件，其係連接前述流路形成構件與前述供給機構，以使應提供至前述供給機構之所有空氣流動於前述流路。
4. 如請求項1之燃料電池系統，其中更包含反射構件，其為使來自前述流路之下游側之聲音反射，而設置於前述流路。
5. 如請求項4之燃料電池系統，其中前述反射構件以朝向前述流路之下游側而於前述流路突出之方式設置。
6. 如請求項1之燃料電池系統，其中更包含吸音構件，其設置於前述流路。
7. 如請求項6之燃料電池系統，其中前述吸音構件包含具有貫通孔之板狀構件、纖維狀構件及金屬發泡體中至少1者。
8. 如請求項1之燃料電池系統，其中更包含收容構件，其收容前述流路形成構件。
9. 如請求項8之燃料電池系統，其中前述收容構件包含：第1收容構件，其收容前述流路形成構件；及第2收容構件，其收容前述第1收容構件。
10. 如請求項9之燃料電池系統，其中更包含吸音構件，其設置於前述第1收容構件與前述第2收容構件之間。